Такие перспективы не радуют никого. В то же время на проблему старения можно смотреть с принципиально разных точек зрения. Можно смириться, воспринимать возрастное угасание и сопряженные с ним болезни как неизбежность, как часть общечеловеческой судьбы. Однако существует и иная позиция. Достаточно посмотреть на людей, которые живут дольше других, сохраняя при этом здоровое сильное тело, ясный ум, вкус к жизни, чтобы задаться вопросом: а как у них это получается? Чтобы найти ответ, для начала важно понять, что же такое старение, какие существуют научные взгляды на природу этого явления. А затем ознакомиться с исследованиями, позволяющими выявить механизмы сохранения молодости и увеличения продолжительности жизни.

Какие изменения в организме характерны для старения?

По мере того как человек становится старше, его внешность, здоровье и функции большинства органов претерпевают изменения. Совокупность этих метаморфоз, которые проявляются и на внешнем, и на внутреннем уровнях, называют старением. Вот некоторые признаки, характерные для старения.

• Ухудшение слуха: дети способны слышать высокочастотные звуки (выше 20 Гц) – эта способность, как правило, утрачивается уже к концу подросткового возраста. После 75 лет более чем у половины пожилых людей слух ухудшается настолько, что это препятствует нормальной коммуникации.

• Проблемы со зрением: после 35 лет снижается тонус цилиарной мышцы, отвечающей за аккомодацию^[3] – изменение кривизны хрусталика. В результате после 40 лет развивается и прогрессирует дальнозоркость (пресбиопия) – ухудшение способности видеть близко расположенные предметы. Кроме того, с годами повышается риск развития катаракты – помутнения хрусталика.

• Изменение тонуса кожи: из-за снижения выработки гиалуроновой кислоты, волокон коллагена и эластина с годами кожа утрачивает упругость, что ведет к появлению морщин.

• С годами страдает функция клеток, вырабатывающих меланин – вещество, от которого зависит цвет волос, – с этим процессом связано появление седины. Кроме того, с возрастом волосы начинают активнее выпадать – повышается риск развития алопеции (облысения).

• С возрастом происходит потеря мышечной массы и силы, ухудшается способность мышц к регенерации.

• После 25 лет начинает снижаться фертильность (способность к зачатию) у женщин. В возрасте от 44 до 55 лет (возможны отклонения в ту и другую сторону) наступает менопауза – утрата способности к деторождению. У мужчин с годами также ухудшается половая функция, повышается риск развития эректильной дисфункции, снижается способность к оплодотворению.

• С годами часто происходит ухудшение когнитивных функций: снижается способность к обучению, ухудшается память, повышается риск развития деменции, в том числе болезней Альцгеймера и Паркинсона.

• Повышается риск развития целого ряда заболеваний: остеопороза (хрупкости костей), остеоартроза, атеросклероза, артериальной гипертензии, ожирения, сахарного диабета, ишемической болезни сердца, нарушений мозгового кровообращения, онкологических заболеваний, иммунодефицитных состояний и пр.

Помимо внешних проявлений старения, с возрастом развиваются изменения на клеточном и молекулярном уровнях, что отражается на работе организма. В обзоре ученых отделения биохимии и молекулярной биологии Университета Овьедо (Испания) указывается, что в основе старения лежат следующие биологические процессы [1].

• Накопление мутаций в клетках (нестабильность генома), что повышает риск развития заболеваний и злокачественных опухолей.

• Укорочение теломер – концевых участков хромосом, защищающих генетический материал от повреждения. Это также приводит к появлению ошибок в геноме, в продукции белков и к нарушениям функции клеток и органов.

• Накопление в органах так называемых сенесцентных клеток, неспособных к делению или апоптозу (запланированной гибели, ведущей к обновлению тканей). Такие клетки не погибают, но частично или полностью утрачивают свои функции, что ведет к нарушению работы органов.

• Снижение чувствительности клеток к «позитивным» факторам роста, гормонам, улучшающим энергообмен в клетках, которые стимулируют регенерацию. В то же время с возрастом увеличивается восприимчивость клеток к действию повреждающих факторов, таких как радиация, токсические вещества, антибиотики и пр.

• Истощение «запасов» стволовых клеток, являющихся «заготовками» для функциональных клеток различных органов.

• Ухудшение межклеточной коммуникации – обмена сигналами между клетками, обеспечивающего согласованную работу организма.

Существует такое понятие, как биомаркеры старения – совокупность физиологических и биохимических показателей, позволяющих судить о биологическом возрасте человека. Таблица с перечнем базовых биомаркеров старения приведена в конце главы.

Теории старения

Несмотря на то что люди с самой древности пытались понять, что такое биологическое старение и как его предотвратить, ученые до сих пор не пришли к единому пониманию природы старения. На сегодняшний день существует множество теорий, объясняющих причины физического и психического угасания, которое происходит с возрастом. По сути, все эти теории можно разделить на две большие категории: теории повреждения и эволюционные теории – теории запрограммированного старения [2].

Старение как процесс, запрограммированный природой

Эволюционные теории старения подразумевают, что старение – это результат следования организма биологическому «расписанию», регламентирующему обязательные этапы жизни человека: рождение, рост и развитие, замедление роста, стагнация, биологическая деградация, смерть.

С точки зрения сторонников такого подхода, старение дает преимущество в выживании той или иной популяции и является «выгодным» для вида с точки зрения эволюции. В первую очередь речь идет о распределении ресурсов: особи, утратившие способность к воспроизведению, должны стареть и умирать, чтобы не конкурировать за ресурсы с молодым поколением.

К эволюционным теориям старения относятся, например, такие.

• Теория запрограммированного долголетия. На протяжении жизни происходит предопределенное природой «включение» одних генов и «выключение» других, то есть регуляция процессов старения «вшита» на уровне ДНК.

• Нейроэндокринная теория. Она предполагает, что старение является процессом нарушения гормонального баланса. Данная теория появилась еще в XIX веке, а в начале XX столетия обрели популярность эксперименты по пересадке различных эндокринных желез (яичников и семенников, надпочечников, гипофиза) от молодых животных пожилым особям. Сегодня некоторые ученые связывают старение с изменением передачи сигналов гормона инсулина и инсулиноподобного фактора роста (IGF) [3].

• Иммунологическая теория старения. Она рассматривает старение как следствие эволюционно запрограммированного процесса «иммунологического спада», который наблюдается с возрастом. Эффективность работы иммунитета достигает пика в подростковом возрасте. С годами снижается способность противостоять вторжению инфекций, уничтожать вредоносные микробы, распознавать мутировавшие клетки, реагировать на вакцины. Все это делает организм уязвимым к действию негативных внешних и внутренних факторов, ведет к болезням и смерти. Одним из ключевых аспектов, лежащих в основе иммунологического старения, является инволюция тимуса^[4] – возрастные изменения вилочковой железы, отвечающей за обучение иммунных клеток [4].

Старение как результат накопления повреждений (ошибок)

Если сторонники теорий «запрограммированного старения» рассматривают неблагоприятные возрастные изменения как результат неизбежной эволюционной программы, то последователи «теории повреждений» не считают старение «генетическим роком». Они полагают, что с возрастом в организме накапливается множество «поломок», обусловленных воздействием внешних факторов, стрессов и т. д. Именно постепенная аккумуляция таких повреждений и приводит к развитию возрастных болезней и в конечном счете – к смерти.

К числу теорий накопления повреждений относятся следующие.

• Теория повреждений ДНК. При делении клеток и копировании молекул ДНК всегда существует риск генетических ошибок (мутаций), которые с возрастом накапливаются и выливаются в возрастные заболевания, в первую очередь в злокачественные опухоли. Кроме того, неблагоприятные мутации, накапливающиеся с возрастом, могут возникать под действием внешних по отношению к клетке факторов: ультрафиолетового излучения, проникновения вирусов, встраивающих в наследственный материал свой геном, и др. [5].

• Теория генетической нестабильности. Речь идет не о мутациях, связанных с повреждением, а скорее о различных изменениях в геноме, происходящих в процессе деления хромосом. Например, такое явление, как анеуплоидия – изменение числа хромосом в клетке, – наблюдается в мозге плода на всех этапах внутриутробного развития. После рождения число таких нейронов значительно сокращается, однако некоторое количество остается и может стать причиной развития рака мозга [6].

• Теория свободных радикалов. Приверженцы этой теории утверждают, что причиной нарушения функционирования клеток являются свободные радикалы (частицы, которые содержат кислород с одним недостающим электроном). Они необходимы для многих биохимических процессов и постоянно образуются в организме в процессе дыхания. Случайно покинув то место, где нужна их работа, они как бы «забирают» электрон у нашего организма – такая реакция называется окислительной. Повреждая белки и липиды, свободные радикалы являются серьезной угрозой для жизнедеятельности клеток [7].

Среди множества теорий старения сегодня также особое внимание уделяется следующим концепциям.